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Amanda Arantes Farinelli Processos Biológicos Respiração celular Bioquímica Respiração celular: produção de energia na forma de uma molécula chamada ATP (trifosfato de adenosina). Ocorre uma transferência de energia, você pega a energia que está na molécula de glicose e passa essa energia para as moléculas de ATP, o que simplifica a obtenção de energia para a célula Respiração celular aeróbia: uso de oxigênio, é um processo metabólico com reações químicas enzimáticas, oxida a matéria orgânica e libera energia para a produção do ATP.. Esse processo é dividido em 3 fases, as fases ocorrem em lugares diferentes pois cada processo precisa de diferentes enzimas que não estão no mesmo local na célula: 1- Glicólise: quebra da molécula de glicose, ocorre no citosol; não precisa de oxigênio para acontecer. Para que a molécula de glicose possa ser quebrada é necessário gastar um pouco de energia, na forma de ATP, logo para começar a quebrar são necessários 2 ATPs, que vão quebrar essa molécula de glicose em duas partes (dois piruvatos). A energia que é liberada na quebra da glicose, já é transferida para a formação de moléculas de ATP (formam-se 4 moléculas de ATP) mas como ocorre a liberação de muita energia, não acontece a absorção de tudo ao mesmo tempo, parte dessa energia é capturada pelo NAD+ (uma coenzima que serve para carregar elétrons, uma molécula que é “uma bateria” carrega energia na forma de elétrons), se transforma em NADH na glicólise. Esse NADH vai ser levado pra dentro da mitocôndria e lá a energia que ele têm na forma de elétrons, vai ser usada pra formar o ATP. SALDO ENERGÉTICO DA GLICÓLISE = 2 ATPs (FORMA 4 USA 2) 2- Ciclo de Krebs: ocorre na matriz mitocondrial Agora usa-se os 2 piruvatos formados na glicólise e os levar pra dentro da mitocôndria, para dar continuidade à respiração celular. Quando o piruvato passa pela primeira membrana da mitocôndria ele perde um de seus carbonos na forma de CO2 e com isso se forma um composto chamado acetil, o acetil (que têm dois C), se junta com a coenzima A (enzima que está associada com uma vitamina, que aumenta a velocidade do ciclo de Krebs), e ao se juntar se forma o AcetilCoA, pra formação do AcetilCoa, há a produção de 1 NADH (pra cada piruvato). Com o AcetilCoA formado, começa-se o ciclo de Krebs, que precisa do oxigênio pra acontecer, sem o oxigênio não acontece a quebra de carbonos. Explicação da imagem: - O piruvato (3C) entrou na mitocôndria; quando ele entra ele perde um carbono como CO2 liberando energia, havendo a formação de um NADH, aí se formou o acetil (2C) que se uniu à uma coenzima, formando o AcetilCoA; - O ácido oxalacético (4C), se uni com o Acetil (a coenzima se solta, ela só serve pra agilizar a reação), aí o acetil que têm 2C se uniu com o ácido oxalacético que têm 4C, formando um composto com 6C, chamado ácido cítrico e é a partir da formação do ácido cítrico que o processo de formação dos ATPs vai se iniciar; - Não acontece a quebra do ácido cítrico de uma vez, pq senão muita energia seria liberada e a mitocôndria não conseguiria aproveitar tudo pra transferir para os ATPs e NADH, muita energia seria perdida, logo vai se quebrar aos poucos a moléculas; - O ácido cítrico perde um carbono (que é liberado na forma de CO2, e a energia dessa reação é usada para a formação de um NADH) , se tronando ácido cetoglutárico; - O ácido cetoglutárico têm 5C, há a quebra de uma ligação, perdendo um carbono (que é liberado na forma de CO2, e a energia dessa reação é usada para a formação de um NADH e também há a formação de 1ATP ) formando uma molécula com 4C chamada ácido succínico; - No ácido succínico, não há mais nenhum carbono que veio da glicose, os dois que estavam com o AcetilCoA que eram da glicose já foram perdidos, então o processo agora é de transformar o ácido succínico com 4C em ácido oxalacético com 4C, ou seja não irá mais se perder carbono; apenas haverá a perda de hidrogênio e de oxigênio. - O ácido succínico vai se transformar em ácido málico (com a energia liberada se forma o FADH2, que é uma molécula que carrega elétrons também, é diferente do NADH pq ele carrega menos energia) - O ácido málico se transforma em ácido oxalacético, formando mais um NADH. SALDO ENERGÉTICO DO CICLO DE KREBS = 6 NADH, 2 ATP, 2 FADH2 (pra cada acetil que entra no ciclo, mas pra cada glicose quebrada há a formação de 2 acetil, então pra cada glicose há 2 ciclos de krebs) Pq existe o ciclo de Krebs? ele aumenta a chance de extração de energia da molécula de glicose que está sendo quebrada, o ciclo aproveita ao máximo a energia das quebras dos carbonos. Outra informação importante é que o CO2 que liberamos na respiração, vêm da respiração celular. 3- Cadeia respiratória: ocorre nas cristas mitocondriais (membrana interna); Consiste em pegar todos os NADH e FADH2 que foram produzidos na glicólise e ciclo de Krebs, e transferir a energia contida dentro dessas moléculas para a produção de ATP. Roxo: proteínas da membrana da crista mitocôndrial, elas que serão responsáveis pela realização da cadeia respiratória Como acontece a cadeia respiratória: - Quando o NADH e FADH2 chegam, eles liberam seus H e também liberam elétrons altamente energizados, esses elétrons são atraídos pelo oxigênio; - Para que se encontrem com o oxigênio molecular (veio da respiração), têm que passar por dentro das proteínas da membrana (NADH redutase, Citocromo C redutase, Citocromo C oxidase) e ai se encontram com o oxigênio - Ao passar pelos componentes da membrana da crista mitocondrial o elétron vai liberando energia, e essa energia que o elétron está liberando é usada para bombear os H que estão na parte de dentro da membrana, para a parte de fora. - O H têm carga positiva, logo a parte mais externa da mitocôndria vai ficar com carga + e a parte mais interna vai ficar com carga - , os H vão ser atraídos para a parte interna da membrana, e para que eles voltem para a parte interna precisarão passar por um complexo proteico chamado ATP sintase; - Quando o H passa pela ATP sintase, há a produção de energia, que será usada para formar o ATP, transformando o ADP em ATP, esse ATP sai da mitocôndria para ser usado como fonte de energia para a célula, e os NAD e FAD que perderam seu hidrogênio e elétrons, retornam para a continuação do processo de respiração celular (glicólise e ciclo de Krebs). - A energia liberada pelo NADH na forma de prótons e elétrons de hidrogênio, é o suficiente para fazer com que a ATP sintase, forme 3 ATPs; - O FADH2 libera energia suficiente para formar 2ATPs; Tipos de reações presentes na respiração celular: descarboxilação: retira CO2 de um ácido orgânico hidratação: ocorre a adição de água em dupla ligação desidrogenação: é a reação onde são retirados os hidrogênio. Podem ser chamadas de oxidação, onde é retirado elétrons (de uma molécula). Desidrogenar é diferente de oxidar, oxidar tira elétrons e desidrogenar tira o átomo todo. fosforilação oxidativa: se adiciona um fosfato com o consumo de um O2 Respiração celular anaeróbia: oxidação incompleta da matéria orgânica, não há o consumo de oxigênio, produz menos ATP do que quando há oxigênio. São produzidos 2 ATP por glicose, o início da fermentação é igual o da respiração. É chamado fermentação e pode ser alcoólica, gerando etanol como resíduo e CO2.
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